論文の概要: Class-specific Data Augmentation for Plant Stress Classification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13081v1
- Date: Tue, 18 Jun 2024 22:01:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-21 23:58:20.491893
- Title: Class-specific Data Augmentation for Plant Stress Classification
- Title（参考訳）: 植物ストレス分類のためのクラス別データ拡張
- Authors: Nasla Saleem, Aditya Balu, Talukder Zaki Jubery, Arti Singh, Asheesh K. Singh, Soumik Sarkar, Baskar Ganapathysubramanian,
- Abstract要約: 本稿では,遺伝的アルゴリズムを用いたクラス固有の自動データ拡張手法を提案する。
葉に症状がみられるダイズ(Glycine max (L.) Merr)ストレス分類に対するアプローチの有用性を実証した。
本手法は,ダイズ葉のストレスデータセットにおいて,平均クラス毎の精度97.61%,全体的な精度98%を達成し,高い性能を示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.433217399526521
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Data augmentation is a powerful tool for improving deep learning-based image classifiers for plant stress identification and classification. However, selecting an effective set of augmentations from a large pool of candidates remains a key challenge, particularly in imbalanced and confounding datasets. We propose an approach for automated class-specific data augmentation using a genetic algorithm. We demonstrate the utility of our approach on soybean [Glycine max (L.) Merr] stress classification where symptoms are observed on leaves; a particularly challenging problem due to confounding classes in the dataset. Our approach yields substantial performance, achieving a mean-per-class accuracy of 97.61% and an overall accuracy of 98% on the soybean leaf stress dataset. Our method significantly improves the accuracy of the most challenging classes, with notable enhancements from 83.01% to 88.89% and from 85.71% to 94.05%, respectively. A key observation we make in this study is that high-performing augmentation strategies can be identified in a computationally efficient manner. We fine-tune only the linear layer of the baseline model with different augmentations, thereby reducing the computational burden associated with training classifiers from scratch for each augmentation policy while achieving exceptional performance. This research represents an advancement in automated data augmentation strategies for plant stress classification, particularly in the context of confounding datasets. Our findings contribute to the growing body of research in tailored augmentation techniques and their potential impact on disease management strategies, crop yields, and global food security. The proposed approach holds the potential to enhance the accuracy and efficiency of deep learning-based tools for managing plant stresses in agriculture.
- Abstract（参考訳）: データ拡張は、植物ストレスの識別と分類のためのディープラーニングベースの画像分類器を改善する強力なツールである。
しかしながら、大規模な候補プールから効果的な拡張セットを選択することは、特に不均衡で相反するデータセットにおいて、重要な課題である。
本稿では,遺伝的アルゴリズムを用いたクラス固有の自動データ拡張手法を提案する。
葉に症状が観察されるダイズ(Glycine max (L.) Merr)ストレス分類へのアプローチの有用性を実証する。
本手法は,ダイズ葉のストレスデータセットにおいて,平均クラス毎の精度97.61%,全体的な精度98%を達成し,高い性能を示した。
本手法は,83.01%から88.89%に,85.71%から94.05%に顕著に改善した。
そこで本研究では,高い性能向上戦略を計算的に効果的に同定できることを示す。
そこで我々は,異なる拡張性を持つベースラインモデルの線形層のみを微調整し,訓練分類器のスクラッチ化に伴う計算負担を低減し,優れた性能を実現した。
本研究は, 植物ストレス分類における自動データ拡張戦略の進歩, 特にコンバウンディングデータセットの文脈における発展を示す。
本研究は, 高度化技術研究の進展と, 病害管理戦略, 収穫量, グローバルな食料安全保障への潜在的影響に寄与する。
提案手法は、農業における植物ストレスを管理するためのディープラーニングツールの精度と効率を高める可能性を秘めている。
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